WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Конторович Михаил Борисович

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ  ЭФФЕКТЫ

И  КЛИНИЧЕСКОЕ  ПРИМЕНЕНИЕ

ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ  СТРУЙНОЙ  ИСКУССТВЕННОЙ

ВЕНТИЛЯЦИИ  ЛЁГКИХ

14.01.20 – Анестезиология и реаниматология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

доктора медицинских наук

Екатеринбург - 2012

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Россий­ской Федерации

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор  Давыдова Надежда Степановна

доктор медицинских наук Зислин Борис Давидович

Официальные оппоненты:

Кассиль  Владимир Львович доктор медицинских наук, профессор, Российский онкологический научный центр РАМН имени Н.Н. Блохина, заведующий отделением функциональной диагностики

Астахов Арнольд Алексеевич доктор медицинских наук, профессор

ГБОУ ВПО Челябинская медицинская академия Минздравасоцразвития России, заведующий кафедрой анестезиологии и реаниматологии.

               

Скорняков Сергей Николаевич доктор медицинских наук, ФГБУ «УНИИ  Фтизиопульмонологии»  Минздравасоцразвития России, директор.

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Первый московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Защита диссертации состоится «___»__________ 2012 г. в 10-00 на заседании совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 208.102.01, созданного на базе Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральская государ­ственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социаль­ного развития Российской Федерации» по адресу: 620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке имени В.Н.Климова ГБОУ ВПО УГМА Мин­здравсоцразвития России по адресу: 620028, г. Екатеринбург, ул. Ключевская, 17; а с авторефератом – на сайте ВАК: vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «___»_____________2012 г..

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профес­сор

 

Руднов В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Использование метода ВЧС ИВЛ в настоящее время ограничивается в основном сферой ригид­ной бронхоскопии (A. Fernandez-Bustamante, 2008), эндо­ларингеальной (R.Leiter, 2010) и эндотрахе­альной (А.М. Щербаков, 2010, P. Gilbey, 2009, J.H. Chin, 2011) хирургии и необходимостью применения его при чрезвы­чайных ситуациях – экстренном доступе к дыха­тельным путям при невозможности обеспечить его путем ин­тубации трахеи или трахеостомии (Y. Ahmad, 2011, A. Williams, 2008, N.I. Stewart, 2011).

При интенсивной терапии высокочастотная вентиляция применяется пре­имущественно у детей с респираторным дистресс-синдромом (K.I.Wheeler, 2011).

При ВЧС ИВЛ не отмечается депрессии гемо­динамики  и активации секреции анти­диуре­тического гормо­на (А.А. Бунятян, 1993, T. Unoki, 2009), наблюдается лучшее, чем при тра­диционных методах ИВЛ, внутрилё­гочное распределение газов и меньшее шун­тирование крови (В.Л. Кассиль, 2004, Б.Д. Зислин, 2010, S.D. King, 2010), снижается работа спонтанного дыхания при нор­мальных величинах PaCO2 (P. Meybohm, 2009, S. Dimassi, 2011), не требуется применение депрессоров ды­хания для синхрони­зации пациента с респиратором (J. Raiten, 2011, T. Unoki, 2009), для поддержания адекватного газообмена необязательна герме­тичность дыха­тельного контура (П. Терек, 2005).

Основная причина, ограничивавшая более широкое использование ВЧС ИВЛ в клинической практике, заключалась в несовершенстве конструк­ции ВЧ-респираторов (N.H. Tiffin, 2011), что не позволяло обеспечить всё разнообразие режи­мов искусственной и вспомогательной вентиляции, полноценное кондицио­нирование дыхательного газа (P.F. Allan, 2009), мониторинг основных параметров респира­торной механики (J.H. Atkins, 2010, A.J. Walkey, 2011), газового со­става дыхательной смеси и управление этими параметрами ИВЛ (Б.Д. Зислин, 2010).

До настоящего времени не было однозначного от­вета на вопрос о причинах обеспечения адекватной вентиляции дыхательными объёмами, равными объёму анатомического мёртвого пространства или даже меньшими, чем он. (А.П. Зильбер, 2007).

В доступной литературе мы встретили единичные  работы, посвя­щённые исследованию  основополагающих, фундаменталь­ных физиологических механизмов эффективности ВЧС ИВЛ: особенностей респираторной механики (R .Ramanathan, 2008, V.S. Piccin, 2011), особенностей газообмена в объёме бронхиального дерева и на уровне альвеоло-капиллярной мембраны (F.C. Schmalstieg, 2007), особенностей транс­порта кислорода на этапах кислородного каскада, особенностей перестройки системной гемодинамики (N. Patroniti, 2011).

Очень мало работ, освещают возможности  и технологии мониторинга параметров вентиляции при проведении ВЧС ИВЛ, без суще­ствования которых применение этого метода респираторной поддержки со­пряжено для пациента с целым рядом серьёзных опасностей и возникновением тяжёлых осложнений и сегодня недопустимо  (G.C. Musk, 2011, U. Lucangelo, 2010, K. Kurahashi, 2011).

Почти не разрабатывается новая аппаратура с использо­ванием материалов и возможностей, предоставляемых современной электроникой, для проведения ВЧС ИВЛ (K.I. Wheeler, 2011, N.H. Tiffin, 2011).

Практически не изучены такие важные аспекты физиологии ВЧС ИВЛ,  как особенности статического комплайнса, внутрилёгочной кинетики дыхательных га­зов, транспорта кислорода и тканевого газообмена (А.А. Астахов, 2009, G.Crimi, 2011).

Все вышесказанное подтверждает актуальность изучаемой проблемы и необходи­мость проведения фундаментальных исследований в этом направлении.

Цель исследования

Обосновать основные физиологические эффекты ВЧС ИВЛ, позволяющие реализовать современный мониторинг основных параметров рес­пираторной механики и управление ими. Исследовать особенности респираторной механики и механизмы газообмена при проведении ВЧС ИВЛ.

Задачи исследования

  1. Обосновать особенности изменения внутрилёгочного содержания кислорода и двуокиси угле­рода в зависимости от скорости газового потока, энергии газовой струи, час­тоты вентиляции, продолжительности фаз дыхательного цикла, величин ды­хательного и минутного объёмов вентиляции.
  2. Обосновать  особенности статического торако-пульмонального комплайнса в зави­симости от скорости газового потока, энергии газовой струи, частоты вентиляции, продолжительности фаз дыхательного цикла, величин дыха­тельного и минутного объёмов вентиляции.
  3. Исследовать изменения параметров центральной и периферической гемодинамики при проведении ВЧС ИВЛ у пациентов с хирургической патологией лёгких во время и после операций.
  4. Определить особенности транспорта кислорода и тканевого газообмена при ВЧС ИВЛ у пациентов с хирургической патологией лёгких во время и после операций.
  5. Оптимизировать протокол респираторной поддержки в хирургии лёгких. Раз­работать протокол использования ВЧС ИВЛ при прекращении искусст­венной вентиляции и переходе на спонтанное дыхание.
  6. На основании полученных данных сформулировать идеологию, разработать и апробировать высокочастотный струйный респиратор но­вой версии.

Научная новизна

  1. Разработана и реализована оригинальная конструкция высо­кочас­тотного струйного респиратора, позволяющая обеспечить полно­ценное кондиционирование дыхательного газа и мониторинг па­раметров респираторной механики, удовлетворяющий всем современ­ным требова­ниям, предъявляемым к аппаратуре для искусственной вентиляции лёгких.
  2. На основе новых конструктивных и программистских решений разрабо­таны оригинальные алгоритмы, позволяющие обеспечить реги­страцию и управ­ление основными параметрами респираторной меха­ники и внутрилёгочного газообмена: VA, Pmean, autoPEEP, Pplat, Cst, Raw, PIO2, PICO2, PETO2, PETCO2, PMCO2.
  3. Определены механизмы и уровни параметров ВЧС ИВЛ (частота вентиля­ции, скорость и кинетическая энергия газовой струи), при ко­торых прекра­щает существование как исключаемая из газообмена часть дыхательного объёма анатомическое мёртвое пространство.
  4. Получены и исследованы новые факты, объясняющие особенности стати­че­ского комплайнса при проведении ВЧС ИВЛ: уменьшение его величины  при увеличении частоты вентиляции и снижении соотно­шения I:E.
  5. Исследованы физиологические особенности ВЧС ИВЛ, объясняющие изменения транспорта кислорода, значительное повышение оксигенации артериальной крови, снижение периферического сосудистого со­противления и увеличение венозного возврата, увеличение транспорта кислорода при сохранении нормального газового состава венозной крови у пациентов с хирургической патологией лёгких в периоперационном периоде.

Практическая значимость

  1. Доказана безопасность использования однолёгочной ВЧС ИВЛ  в хирургии заболеваний лёгких на основе изучения респираторной механики и газообмена, что ка­чественно оптимизи­рует методику респираторной поддержки в ком­плексе мероприятий анесте­зиологического обеспечения операций в то­ракальной хирургии.
  2. Разработан способ отлучения больного от респиратора, основанный на приме­нении оригинальной методики высокочастотного варианта СРАР у пациентов с хирургической патологией лёгких после операций.
  3. Научно обоснована оригинальная методика профилактики формирова­ния дисковидных ате­лектазов как предикторов СОЛП/ОРДС у пациен­тов с хирургической патологией лёгких в послеоперационном периоде.
  4. Издано методическое письмо по применению ВЧС ИВЛ в торакальной хирургии, утверждённое МЗ СО.

Положения, выносимые на защиту

  1. Основными факторами, определяющими особенности физиологиче­ских эффек­тов ВЧС ИВЛ, являются большая частота вентиляции, вы­сокая ско­рость и кинетическая энергия газовой струи. Они создают ус­ловия для уменьшения или исчезновения анатомического мёртвого пространства как исключаемой из газообмена части дыхательного объ­ёма и тем самым обес­печивают адекватность вентиляции малыми ды­хательными объёмами.
  2. Основным механизмом, реализующим особенности физиологических эф­фек­тов ВЧС ИВЛ, является феномен незавершённого выдоха, сопро­вождаю­щийся возникновением накапливаемого объёма газовой смеси и появлением положительного давления в конце выдоха. Этот меха­низм обеспечивает ус­ловия для оптимизации вентиляционно-перфузи­онных  отношений, снижения внутрилёгочного шунтирования и улуч­шения оксигенации артериальной крови. Феномен незавершённого вы­доха сопровождается увеличением числа расправленных (аэрирован­ных) альвеол в условиях вентиляции малыми ды­хательными объёмами и умеренных величин пикового давления.
  3. Оригинальные алгоритмы, реализующие возможность регистрации ис­кусст­венных инспираторной и экспираторной пауз в условиях высоких частот вентиляции и турбулентной газовой струи, позволяют получить достоверную информацию об альвеолярном давлении и дав­лении плато, что является основой для точной регистрации статиче­ского ком­плайнса в режиме реального времени.
  4. Особенности транспорта кислорода при ВЧС ИВЛ состоят в высоких ве­личи­нах доставки и потребления кислорода при нормальной ткане­вой его экс­тракции в условиях сниженного общего периферического сосудистого со­противления. Основным механизмом этого феномена является включение в кровоток резервных (нефункционирующих) ка­пилляров, что сопровождается увеличением тканевого аэробного гли­колиза.
  5. В условиях однолёгочной ВЧС ИВЛ, в отличие от аналогичной традиционной вентиляции,  наличие полного ателектаза одного лёгкого  не сопровождается существенными нарушениями газообмена, что позволяет расширить показания к применению данного варианта ВЧС ИВЛ при анесте­зиологическом пособии у больных с выражен­ными расстройствами газооб­мена и гемодинамики. 
  6. Применение оригинальной методики отлучения больного от респира­тора на основе модифицированного режима СРАР позволило рекомен­довать неинвазивные режимы ВЧС ИВЛ и сократить сроки восстанов­ления полноценной спонтанной вентиляции.
  7. Результаты фундаментальных исследований физиологических эффек­тов ВЧС ИВЛ, идеологические и конструктивные новации в разработке позволили создать ВЧС-респира­тор но­вого поколения, который удовле­творяет всем требованиям, предъявляемым к современным ре­спи­раторам.

Внедрение результатов исследования  в  практику

Результаты работы внедрены в повседневную практику ОАР ГБУЗ СО «Противоту­беркулёз­ный диспансер»,  ОАР УНИИФ, ОАР МУ ГКБ №40, ОАР ГКБ СМП №3 г. Челябинска, ОАР республиканской клинической боль­ницы им. Г.Г. Куватова г. Уфа, республика Башкортостан.

Результаты исследования используются в научно-педагогическом про­цессе на кафедрах анестезиологии и реаниматологии Челябинской государ­ствен­ной медицинской академии, Ураль­ской  государственной медицинской академии Минздравсоцразвития.

Апробация  работы

Материалы работы обсуждены на Всероссийских съездах анестезиоло­гов-реаниматологов (Москва, 2006 г., 2010 г.), Всероссийских конгрессах анестезиоло­гов-реаниматологов (Москва, 2007 г., 2009 г.),  Нацио­нальных конгрессах по болезням органов дыхания (Екатеринбург, 2008 г., Уфа, 2011 г.), международном конгрессе по респираторной поддержке (Красноярск, 2009 г.), Республиканских медицин­ских форумах (Уфа, 2009 г., Бишкек, 2009 г.), Все­рос­сийских конференциях (Москва, 2010 г., Екатеринбург, 2011 г.), ХХ съезде ERS (Барселона, 2010).

По материалам диссертации опубликовано 33 печатных работы, в том числе 14 – в журналах, лицензированных ВАК, 1 монография; получены 2 па­тента РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 184 листах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, заключе­ния, выводов, практических рекомендаций, указателя использованной лите­ратуры, включающего 51 источник на русском языке и 143 иностранных ис­точника. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 48 рисунками.

Материал и методы исследования

Работа основана на изучении особенностей и направленности измене­ний показателей респираторной механики и газообмена, основных показате­лей центральной и периферической гемодинамики при проведении ВЧС ИВЛ в сравнении с теми же показателями при проведении традиционной (конвек­тивной) ИВЛ у пациентов, которые перенесли опе­ративные вмешательства на лёгких и органах средостения.

Работа выполнена на базе отделения анестезиологии и реанима­ции и операционного блока 1-го хирургического отделения клиники лёгоч­ной хи­рургии ГУЗ СО ПТД, г. Екатеринбург.

Исследования проводились во время оперативного вмешательства, в ближайшем и отсроченном послеоперационном периоде, если состояние пациентов требовало проведения респираторной поддержки в комплексе интенсивной терапии.

Критерии включения пациентов в исследования диктовались только отсутствием у них тяжёлой хронической сопутствующей патологии, серьёзно влияющей на физиологию газообмена и кровообращения. При про­ведении различных этапов исследования группы пациентов формировались независимо от пола.

Для исключения флюктуаций в измерениях, связанных с индивиду­аль­ными различиями пациентов и возможными погрешностями в работе кон­трольно-измерительной аппаратуры, регистрация различий в физиологи­че­ских параметрах при разных видах и режимах искусственной вентиляции проводилась у одних и тех же пациентов. Начальные условия – при традици­онной ИВЛ после 30 минут вентиляции для стабилизации всех физиологиче­ских реакций, впоследствии – при переводе пациента на ВЧС ИВЛ и прове­дении 30-минутной вентиляции в этом режиме, что гарантировало стаби­ли­зацию физиологических функций и исключало случайные, неистинные зна­чения измеряемых показателей. Таким образом, один и тот же пациент нахо­дился сразу и в исследуе­мой, и в контрольной группе, что исключало разно­родность получаемых данных в разных группах. Такой дизайн исследования обеспечил внутреннюю валидность исследования, позволив свести к мини­муму субъек­тивность в отборе пациентов.

Исследования проведены у 162 пациентов в возрасте от 18 до 78 лет (в среднем – 42,5±17,6 года), в том числе (по классификации ВОЗ) юношеского воз­раста – 17 (10,5%), молодого возраста – 79 (48,8%), зрелого возраста – 51 (31,5%), пожилого – 12 (7,4%) и старческого – 3 (1,9%), ростом от 147 до 199 см (в среднем – 173 см), с ИМТ до 20 – 83 пациента (51,2%), ИМТ 20-25 – 62 (38,3%), ИМТ 26-30 – 13 (8%) и ИМТ более 30 – 4 (2,5%). Пациентов муж­ского пола было 63,5% (103 человека), женщин – 36,5% (59 человек).

Таблица 1

Нозологическая форма, локализация патологического процесса

ОСНОВНОЕ  ЗАБОЛЕВАНИЕ

Ограниченные формы туберкулёза лёгких

87 (53,7%)

Онкологические заболевания лёгких

51 (31,3%)

Другие заболевания лёгких и средостения *

24 (15,0%)

ВСЕГО

162 (100%)

ЛОКАЛИЗАЦИЯ  ПАТОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА

Справа

91 (56,2%)

Слева

67 (41,3%)

Центральное средостение

4 (2,5%)

ВСЕГО

162 (100%)

ОПЕРАТИВНОЕ  ВМЕШАТЕЛЬСТВО

Пульмонэктомия

18 (11,1%)

Лоб- и билобэктомия

41 (25,3%)

Полисегментарные резекции лёгкого

74 (45,7%)

Удаление опухоли средостения

9 (5,6%)

Торакоскопические вмешательства

11 (6,8%)

Другие вмешательства

9 (5,6%)

ВСЕГО

162 (100%)

и характер оперативного вмешательства

* В эту группу вошли пациенты с доброкачественными опухолями лёг­ких и средо­стения (хондромами лёгких, тимомами, солитарными кистами средосте­ния, невриномами грудной клетки, рецидивирующим спонтанным пневмото­раксом, посттрахеостоми­ческими стенозами трахеи).

Сопутствующая  патология отмечена у 83 (51,2%) пациентов и включала ХОБЛ (хронический обструктивный бронхит, буллёзную бо­лезнь лёгких, брон­хиальную астму) – 33 (20,4%), ИБС (в том числе ПИКС с СН I-II ФК по NYHA) – 19 (11,8%), гипертоническая болезнь (требующая медикаментозной кор­рекции) – 41 (25,3%), сахарный диабет (в том числе инсулинозависимый) – 5 (3,1%). При этом наличие одновременно 2-х и более сопутствующих заболева­ний отмечено у 15 (9,3%) пациентов.

Анестезиологическое пособие всем пациентам включало премедика­цию накануне вечером и утром в день операции (димедрол – 0,05, фенобар­битал – 0,1, ранитидин – 0,15), внут­ривенную сбалансированную анестезию (кетамин – 2 мгкг-1  + НЛА (фента­нил – 0,005 мгкг-1 + дроперидол 0,25 мгкг-1), по показаниям – пропофол (200 мкгкг-1мин-1), миоплегия – внутри­венное введение препаратов сукцинил­холина (1,5 мгкг-1) и ардуана (0,1 мгкг-1).

Интубации трахеи при проведении двулёгочной вентиляции (125 паци­ентов – 77,2%) и главного бронха при однолёгочной искусственной вентиля­ции (37больных – 22,8%).

Традиционная искусственная вентиляция лёгких проводилась пациен­там с помощью респиратора МВ-200, аналогичного по своим возможностям аппаратам Puritan Bennet 7200 и 840, допускающего ИВЛ с циклированием как по объёму, так и по давлению, а также применение вспомогательных ре­жимов вентиляции SIMV и CPAP. Параметры традиционной ИВЛ определя­ли исходя из антропомет­рических данных пациентов: дыхательный объём (VT)  от 300 мл до 500 мл, т.е. 8 млкг-1, частота вентиляции (f) – от 13 до 18 циклов в минуту, FIO2 – от 0,21 до 1,0, объём минутной вентиляции (VE) – от 4,5 до 9 л. Соотношение фаз дыхательного цикла (I:E) составляло 1:2.

ВЧС ИВЛ проводились аппаратами «ZisLINE-100» и «ZisLINE-110» с устанавливаемыми параметрами вентиляции, соответствующими потребно­стям пациентов и целям исследования: VT – 2,2 мл/кг массы тела; VE – от 16 до 22 л; f – от 30 до 120 мин-1; FIO2 – от 0,21 до 1,0; I:E – от 1:3 до 1:1.

На время проведения исследований у всех наших пациентов отсутство­вали грубые нарушения витальных функций, не отмечалось значимых гемо­динамических, волемических, электролитных и метаболических нарушений.

При проведении как традиционной ИВЛ, так и ВЧС ИВЛ использо­вался монитор «Реги­стратор®» («Тритон ЭлектроникС», Россия, Екатерин­бург), ре­гистрирующий скорость и величину инспираторных и экспиратор­ных потоков, давление в дыхательных путях (PIP, Pmean, PEEP, autoPEEP), дыхательный объём и минутную вентиляцию лёгких (VT и VE), частоту ды­хания (f), кон­центрацию кислорода и углекислоты как в инспираторной, так и в экспира­торной порциях дыхательного газа (PIO2, PICO2, PEO2, PECO2 и PETCO2), статический лёгочно-тора­кальный комплайнс (Cst), величину со­противления дыхательных путей (Raw) в каждом дыхательном цикле.

Для непрерывного контроля SpO2 использовался канал пульсоксимет­рии мони­тора «МПР6-03» («Тритон ЭлектроникС», Россия, Екатеринбург).

Газовый состав и кислотно-щелочное состояние – РаО2, РvО2, РаСО2 – контролировали анализом проб ар­териальной и венозной крови. Кислородный статус пациентов (Р50, Рх) при проведении исследования рассчитывался при помощи программы OSA.

Показатели системной гемодинамики – ча­стоту сердечных сокращений  (ЧСС),  неинвазивное измерение артериаль­ного давления (АД), ударный объём сердца (УО), минутный объём сердца (МОС) и величину общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС) – регистрировали при помощи реанимационного монитора «МПР6-05»на основе контурного метода по стандартной методике.

Для определения уровня кислородного обмена в качестве индикатора была избрана концентрация лактата в крови.

Статистическая обработка материала: для сравнения результатов изме­рений, выполненных двумя методами, ни один из которых не является абсо­лютно надёжным, применялся метод Бленда – Альтмана. Окончательная ста­тистическая обработка проводилась с использованием парного критерия Стьюдента с по­правками Бонферроне или Тьюке на множественность срав­нений. Рассчитывались описательные статистики при каж­дом из методов ИВЛ. Достоверность различий между показателями групп, находившихся на различных режимах  ИВЛ, оценивалась с использованием критерия Стью­дента и непараметрического критерия Манна – Уитни – Уилкоксона (MWW). Раз­личия считались достоверными, если уровень значимости не превышал 0,05. Результаты обрабатывались с использова­нием программ STATISTICA-6, SPSS («Statistical Package for the Social Sciences»), VisualStat v.8.1 и Excel-2003.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Аппаратное обеспечение высокочастотной струйной вентиляции

Аппарат ВЧС ИВЛ имеет то же предназначение, что и аппараты  кон­вективной вентиляции, и должен обеспечивать полноценное кондиционирование дыхательного газа вне зави­симо­сти от VE, To и влажности окружающей среды, анализ состава вдыхае­мой и выдыхаемой га­зовой смеси, контроль давления в дыхательных путях и реализацию режимов вспомогательной вен­тиляции.

При ВЧС ИВЛ реализация управле­ния FIO2, согревание и увлажнение дыхательной смеси, мониторинг респираторной механики имеют принципи­альные отличия от таковых при традиционной вентиляции: трудно предска­зуемый коэффициент инжекции, за­ви­сящий от механических свойств лёгких, скорость и турбулентный характер  газового потока не позволяют применять стандартные потоковые и газовые сенсоры. Серьёзной проблемой является полноценное кондициониро­вание дыхательной смеси, т.к. перепад давления газа в инжек­торе и большой объём минутной вентиляции не позволяют при­менить технические решения, эффективные в ап­паратах традиционной ИВЛ.

Создание аппарата ВЧС ИВЛ нового поколения потребовало принци­пиального и конструкторского решения перечисленных проблем.

Подавление инжекции дос­тигается путём продвиже­ния сопла в просвет интубационной трубки, поскольку при расположении среза катетера на глу­бине 12 см от начала интубационной трубки инжекция полностью отсут­ствует, что подтвердило исследование величины инжекции у 17 пациентов.

Полноценное кондиционирование дыха­тельной газо­вой смеси и кор­ректный мониторинг респираторной механики достиг­нуты ис­пользованием оригинальной системы кон­диционирования – Тер­мосервер™ – и сенсоров, минимизирующих влияние вы­сокой скорости и турбу­лентности га­зовой струи на достоверность по­лучаемой информации.

Основой идеологии респиратора являлась глубокая взаимная интегра­ция ап­паратных конструкций собственно респиратора и блоков мониторинга, что позво­ляет получить точ­ную информацию о величинах мониторируемых парамет­ров при частотах вентиляции до150-300 циклов в ми­нуту в условиях турбулентности и высокой скорости струи газа.

Главным недостатком существующих сегодня моделей ВЧС-респираторов яв­ляется отсутствие возможности мониторинга среднего (Pmean) и аль­веоляр­ного давления (autoPEEP), статического торако-пульмонального комплайнса (Cst) и газового состава дыхательной смеси.

Для осуществления мониторинга этих параметров при разработке респиратора была разработана оригинальная методика автоматического газового анализа в режиме специально сформиро­ванного дыха­тель­ного цикла с  экспира­торной паузой и осуществлением полного выдоха. Система газового анализа работает с дискретно­стью 100 из­мерений в секунду.

Разработан оригинальный алгоритм, позволяющий зарегистрировать концентрацию уг­лекислоты в смешанном альвеолярном газе для расчёта объ­ёма дыхательного мёртвого пространства и альвеолярной вентиляции.

Разработан оригинальный алгоритм, позволяющий реализовать точную регистрацию autoPEEP  и статического торако-пульмонального комплайнса при частотах вентиляции до 180 циклов в минуту в условиях «открытого» (бесклапанного) дыхательного контура, когда фаза плато на кривой давления отсутствует. Но технология, основанная на периодической регист­рации аль­веолярного давления, не позволяет обеспечить мониторинг auto­PEEP в ре­жиме реального времени.

Мониторинг среднего (Pmean) и альвеолярного (autoPEEP) давлений

Мы сопоставили вели­чины среднего и альвеолярного давле­ний при различных частотах струйной венти­ляции у 19 пациентов (таб.3).

По мере возрастания частоты вентиляции вели­чины этих параметров сближаются и различия между ними прогрессивно со­кращаются. Различия в величинах Pmean и autoPEEP при частотах 60-100 циклов в минуту не пре­вышали ±0,2 см вод. ст., т.е. практически совпадали, что позволило обеспе­чить монито­ринг auto­PEEP в режиме реального времени при всех наиболее часто исполь­зуемых частотах вен­тиляции.

Таблица 3

Разность средних значений и  корреляционные связи  Pmean и auto­PEEP при часто­тах вентиляции 60-120 циклов в минуту.

ВЧС  ИВЛ

Различия величин Pmean – auto­PEEP (см Н2О)

R

f мин-1

I:E

M±SD

Max.

Min.

60

1:1-1:3 (n=39)

0,07±1,0

1,8

- 1,94

0,6 (P=0,002)

80

1:1-1:3 (n=39)

0,004 ±0,6

0,97

-1,07

0,9 (P=0,000)

100

1:1-1:3 (n=39)

0,02±0,07

0,1

-0,1

0,99 (P=0,000)

120

1:1-1:3 (n=18)

0,08±0,19

0

-0,1

0,99 (P=0,000)

80-120

1:1-1:3 (n=96)

0,01±0,39

1,03

-1,07

0,96 (P=0,000)

60-120

1:1-1:3 (n=135)

0,03±0,7

1,8

-1,94

0,95 (P=0,000)

Мониторинг альвеолярной вентиляции

Величина альвеолярной вентиляции при проведении ИВЛ определяет эффективность респираторной поддержки.

Аль­веолярная вентиляция (VA) рассчитывается  процессором респира­тора по следующей формуле:

VA=VE–VD ,

где VE – объём минутной вентиляции, VD – объём дыхательного мёртвого про­странства (определяется по уравнению Бора).

Напряжение СО2 в конечной экспираторной фрак­ции дыхательного газа незначительно отличается от его напряжения в артериаль­ной крови и этим различием можно пренебречь, соответственно в уравнении Бора может быть произ­ведена замена РаСО2 на РЕТСО2. Тогда это уравнение приобретает следую­щий вид:

VD=(PЕТCO2–PECO2)ХVT / PЕТCO2

Сравнительное исследование величин смешанного РСО2, полученных при расчёте по кривой капнограммы и при прямом определении было пред­принято у 6 больных, которым в раннем послеоперационном периоде прово­дилась продолжен­ная вентиляция лёгких. РСО2 регистрировалось при часто­тах 30, 60, 80, 100 и 120 циклов в минуту при продолжительности фаз дыха­тельного цикла (I:E) 1:1, 1:2, 1:3.

Было установлено, что независимо от ча­с­тоты вентиляции и I:E  разли­чия в величинах РСО2 (Р), полученных расчётным путём и прямым измере­нием, составили не бо­лее 2 мм рт.ст. при высокой тесноте корреляционных связей (рис. 1 и рис. 2).

Рис. 1. Различия расчётной и истинной величин смешанного РСО2 (Р).


Рис. 2. Результаты сравнительного определения смешанного альвеолярного газа  расчёт­ным и прямым способами.

Результаты проведённых исследований свидетельствуют о том, что расчёт­ная величина РEСО2 при ВЧС ИВЛ может быть использована в алго­ритме респира­тора для ис­пользования в уравнении Бора и расчёта альвеоляр­ной вентиля­ции.

Мониторинг статического торако-пульмонального комплайнса

Для расчёта Cst необходимо определить величину давления плато (Pplat). В традиционных респираторах это давление регистрируется  во время ин­спираторной паузы, при которой величина потоков в дыхательных путях равна нулю. Негерметичный и бес­клапанный дыхательный контур ВЧС-ре­спиратора не позволяет создать ин­спираторную паузу для регистрации дав­ления плато. Использовать фор­мулу, применяемую в традиционной ИВЛ для расчёта ком­плайнса, при ВЧС ИВЛ невозможно.

Разработка технологии регистрации статического комплайнса при ВЧС ИВЛ базируется на определении на кривой давления точки, которая со­ответ­ствует моменту пре­кращения по­тока. Такая точка соот­ветствует месту в конце инспираторной фазы дыхатель­ного цикла в момент, когда вектор ско­рости потока, меняя направление (при начале выдоха), обеспечивает нулевой поток (рис. 3).

Рис. 3. Схема экрана респиратора ZisLINE JV-110.

Таким путём получена величина давления для расчёта Р в формуле комплайнса в режиме реального времени. Она приобрела следующий вид:

Сst=VT выд./(PplatHF–autoPEEP)

Таким образом, применённые конструкторские и программные реше­ния при создании ВЧС-респиратора нового поколения позволили преодолеть присущие в прошлом методу ВЧС ИВЛ недостатки, обеспечить полноценное автоматическое кондиционирование дыхательной смеси, не зависящее от VE и to окружающей среды, а также осуществлять полноценный мониторинг ре­спираторной механики и газообмена – Cst, PIP, Pmean, autoPEEP и Pplat,  PETCO2, PECO2 и величины VA в реальном времени.

Особенности транспорта кислорода в условиях ВЧС ИВЛ

       С целью определения влияния частоты вентиляции на параметры респи­раторной механики мы провели сравнительное исследование зависимо­сти величин пикового, среднего, конечно-экспираторного и транспульмо­нального давлений от частоты вентиляции при трёх способах вентиляции: ИВЛ с f=20 мин-1, струйной ИВЛ с f=20 мин-1 и  ВЧС ИВЛ с f=100 мин-1 (таб. 4).

Таблица 4

Параметры

Способ вентиляции (M±SD)

Р1-2

Р1-3

Р2-3

ИВЛ (1)

n=19

Стр. ИВЛ  (2)

n=18

ВЧС ИВЛ  (3)

n=32

f мин-1

20

20

100

VT  мл

454,0±48,0

473,7±56,2

173,5±4,85

0,000

0,000

PIP  см  Н2О

17,6±1,5

16,7±1,6

14,1±3,0

0,000

0,001

РЕЕР см Н2О

0,14±0,05

0

3,7±1,0

0,000*

0,000

0,000*

P mean  см Н2О

8,7±0,7

4,3±0,6

7,1±1,3

0,000

0,000

0,000

Pes  см Н2О

4,1±0,9

3,9±0,8

1,0±0,4

0,000

0,000

Параметры респираторной механики при ИВЛ и ВЧС ИВЛ

* Критерий Манна - Уитни

       

Отмечена отчётливая зависимость парамет­ров респираторной механики от частоты вентиляции. По мере увеличения частоты дыхания достоверно снижается VT, что сопровождается снижением PIP и Pes. Эта закономерность связана только с частотой вентиляции и не за­висит от способа её проведения (конвективная или струйная нормочастотная ИВЛ).

Снижение PIP и транспульмонального давления (Pes) обусловливают увеличение венозного возврата (повышение ЦВД) вследствие увеличения градиента давления в правом предсердии и системного венозного давления и ведёт  к увеличению сердечного выброса (таб. 5)

Таблица 5

Параметры системной гемодинамики при различных способах ИВЛ

Параметры

Исходные

показатели

n=32

Способ вентиляции

Р1-3

Р2-3

ИВЛ (1)

n= 19

Стр. ИВЛ  (2)

n=18

ВЧС ИВЛ  (3)

n=32

f мин-1

-

20

20

100

УИ  мл·м-2

51,3±4,7

33,9±9,4

35,±9,9

48,5±13,1

0,000

0,000

СИ л·мин-1·м-2

3,7±0,4

2,7±1,3

2,85±0,6

4,0±0,4

0,000

0,000

ОПССдин / см5 / с

1219±222,3

1861,4±466,1

1789,2±403,3

1326,4±371,2

0,000

0,000

ЦВД  см Н2О

7,7±1,9

10,4±1,8

11,2±1,6

13,9±1,8

0,000

0,000

Приведённые данные свидетельствуют, что изменения гемодинамиче­ских параметров связаны только с частотой вентиляции и не зависят от спо­соба её проведения.

Начиная со второго дыхательного цикла от начала ВЧС ИВЛ отмеча­ется нарастание накапливаемого объёма после прерывания выдоха от нуле­вого значения до 160 мл к концу 3-й секунды, т.е. каждый последующий объём вдоха добавляется к объёму газовой смеси, оставшемуся после пре­кращения выдоха. На 6-м дыхательном цикле экспираторный объём сравни­вается с инспираторным объёмом. С этого момента при выдохе из альвеол выводится объём газа, равный объёму, поступившему во время вдоха (таб. 6).

Таблица 6

Феномен «постоянного вдоха»

Параметр

n=18

Время от начала вентиляции

1 секунда

2 секунда

3 секунда

4 секунда

Дыхательный цикл

1

2

3

4

5

6

7

8

VT ins  м л

147,8

±29,4

155,6

±25,6

154,4

±27,5

160,0

±27,0

157,8

±26,0

160,7

±27,0

160,7

±27,0

160,7

±27,0

VT exp мл

0

85,5

±14,4**

119,4

±32,6*

144,4

±33,2*

159,6

±29,5

160,7

±27,0

160,7

±27,0

160,7

±27,0

Р

0,02 **

0,000

0,001

0,000

0,9

1,0

1,0

1,0

VT  мл

147,8

±29,4

241,1

±20,8*

273,8

±29,1*

304,4

±30,2*

317,4

±22,6

321,4

±26,8

321,4

±26,8

321,4

±26,8

* Достоверность с предыдущим циклом – критерий Стьюдента (Р=0,000-0,007)

** Критерий Уилкоксона (Р<0,02)

Таким образом, при ВЧС ИВЛ лёгкие находятся  как бы в состоянии  постоянного неполного вдоха, накопленный объём составляет 321±26,8 мл, что соответствует 80% нормального дыхательного объёма. При неполном опорожнении альвеол в них сохраняется положительное дав­ление (auto­PEEP).

Уровень autoPEEP находится в прямой зависимости от частоты венти­ляции и продолжительности экспираторной фазы дыхательного цикла, что позволяет сделать вывод о том, что при ВЧС ИВЛ autoPEEP зависит от продол­жительности выдоха и величины накапливаемого объёма (рис. 4).

Рис. 4. Динамика autoPEEP в зависимости от частоты вентиляции и про­должи­тельности фаз дыхательного цикла.

Для подтверждения полученных данных мы провели спе­циальное ис­следование параметров давления на различном уровне дыхатель­ных путей.  У 18 пациентов при продлённой ВЧС ИВЛ после операции реги­стрировали PIP, PEEP, autoPEEP и Pmean на различных уровнях бронхиаль­ной системы: в начале интубационной трубки, на уровне коннектора (0 см), на уровне би­фуркации трахеи (25 см), главных, долевых и сегментар­ных бронхов (соот­ветственно 30, 35 и 40 см.). Режим вентиляции: f=100 мин-1, VT=180 мл, I:E:=1:2 (таб. 7). Положение среза измерительного катетера контролировалось бронхоскопически.

По мере продвижения газовой смеси в дистальные отделы дыхатель­ных путей снижается пиковое и повышается конечно-экспираторное давле­ние. Различия в величинах этих параметров между собой на различных уровнях в дыхательных путях статистически достоверны.

Таблица 7

Параметры давления при ВЧС ИВЛ в дыхательных путях на различных уровнях бронхиальной системы

Параметры

(n=18)

Расстояние от начала интубационной трубки (см)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

autoPEEP

см Н2О

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

7,17

±2,45

PEEP

см Н2О

3,7

±2,5

3,8

±2,4*

3,9

±2,4

4,2

±2,4*

4,4

±2,5*

4,3

±2,4

4,7

±2,5*

5,6

±2,6*

6,3

±2,4*

Р

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,008

PIP

см Н2О

13

±3,7

12,7

±3,7*

12,3

±3,7*

12,1

±3,5*

11,7

±3,4*

11,3

±3,1*

10,8

±2,9*

10,0

±2,6*

8,6

±2,5*

Pmean

см Н2О

7,2

±2,5

7,2

±2,5

7,16

±2,5

7.14

±2,4

7,16

±2,4

7,18

±2,4

7,17

±2,5

7,18

±2,4

7.14

±2,5

* Достоверность различий с предыдущей величиной –  Р=0,02-0,001 (критерий Уилкоксона)

Величины autoPEEP и Pmean различаются крайне незначительно. Мак­симальные различия не превышают 0,6 см вод. ст. при коэффициентах корре­ляции равных 0,997-0,999. На уровне коннектора эти различия составляют лишь 0,3 см вод. ст.

Результаты проведённого исследования позволяют сделать важный практический вывод. При ВЧС ИВЛ величины autoPEEP и Pmean не различаются независимо оттого, на каком уровне ды­хательных путей производятся измерения давления. Следовательно, по вели­чине среднего давления можно получать достоверную информацию об ис­тинном уровне альвеолярного давления и о наличии и степени динамической гиперинфля­ции.

Многие специфические физиологические эффекты ВЧС ИВЛ опре­деляются скоростью и прямо зависящей от неё энергией газовой струи. Высокие скорость и энергия газовой струи с появлением турбулентного по­тока в верхних отделах бронхиальной системы должно способствовать луч­шему перемешиванию газов и сопровождаться уменьшением объёма ды­ха­тельного мёртвого пространства (VAD). Для подтверждения этого мы реги­стрировали величину дыхательного мёртвого пространства у 9 пациентов по­сле операции резекции лёгкого (таб. 8).

Таблица 8

Анатомическое (VD) и дыхательное (VАD) мёртвое пространство

при различных скоростях газовой струи

V мс-1

Параметры респираторной механики

V мс-1

VE  л

VA л

VD мл

VАD  мл

69 (n=6)

69,3±45,2

10,2±0,0

3,6±0,12

148,1±18,2

109,3±2,1*

216 (n=9)

216,5±13,1

13,6±0,0

3,7±1,1

148,1±18,2

124,2±13,9*

Р1

0,01

0,000

0,006

230 (n=9)

230,4±38,9

17,0±0,0

4,4±1,2

148,1±18,2

126,5±12,1*

Р1

0,000

0,000

0,000

Р2

0,001

0,000

259 (n=9)

258,6±8,5

20,4±0,0

4,35±1,3

148,1±18,2

133,7±10,6*

Р1

0,001

0,000

0,000

Р2

0,000

0,000

Р2

0,001

0,000

P1 - Различия c  V =69 мc-1; P2 - Различия c  V =216 мc-1; P3 - Различия c  V =259 мc-1;

* - Различия между VD иVАD ( критерий Манна-Уитни; Р=0,003)

Результаты исследования позволили сделать обоснованные выводы:

  1. Увеличение скорости струи приводит к возраста­нию VE без изменения объёма альвеолярной вентиляции (VA).
  2. Величины VАD даже при низких скоростях струи (70 мс-1) меньше, чем VD.

Поскольку объём дыхательного мёрт­вого пространства является сум­мой объёмов анатомического и аль­веолярного мёртвого пространства, то за­регистрированный нами феномен (VАD< VD) свидетельствует об исчезнове­нии при ВЧС ИВЛ анатомического мёртвого пространства как части дыха­тельного объ­ёма, не участвующей в газообмене, а объём дыхательного мёрт­вого пространства является не чем иным, как исключительно объёмом аль­веолярного мёртвого пространства.

Альвеолярная вентиляция (1 этап кислородного каскада)

Поскольку феномен незавершённого выдоха и наличие  autoPEEP является одним из основных механизмов перерас­пределения газа из вентилируемых в невентили­руемые или плохо вентилируемые альвеолы с высокой константой времени лёгких в течение всего дыхательного цикла,  то через корот­кое время от начала ВЧС ИВЛ подавляющее число альвеол оказываются за­полненными газовой смесью, что приводит к «расходованию» ре­зерва податливости лёгких и грудной клетки и, следовательно, к снижению комплайнса. Это изменяет взгляд на физиологическую сущность ком­плайнса при ВЧС ИВЛ. Снижение Cst при традиционной вентиляции явля­ется признаком «жёсткости» лёгких, увеличения числа невентилируемых альвеол, а снижение Cst при ВЧС ИВЛ свидетельствует о повышении воз­душности лёгких, снижении числа невентилируемых альвеол. Именно по­этому снижение Cst сопровождается повышением РаО2.

Подтверждением правильности такой оценки величины ком­плайнса при ВЧС ИВЛ являются проведённые нами исследования, сопоставляющие PaO2  с величинами комплайнса (таб. 9). Мы использо­вали неоксигенирован­ную газовую смесь (FIO2=0,21), чтобы исключить влияние концентраций кислорода в инспираторном газе с FIO2>0,5 на оксигенирующий эффект ВЧС ИВЛ.

Сравнение величин VАD объясняют основную особенность ВЧС ИВЛ – способность обеспечить высо­кую оксигенацию артериальной крови.

Таблица 9

Респираторная механика и оксигенация крови при ИВЛ и ВЧС ИВЛ

Параметры

M±SD

Способ вентиляции

P

ИВЛ

n=24

ВЧС ИВЛ

n=24

FIO2  %

0,21

0,21

f  мин-1

17,9±1,3

100±0,0

=0,000*

Cst  мл/см Н2О

35,8±1,5

19,3±6,8

=0,005*

PaO2 мм рт.ст.

79,3±8,2

89,6±10,4

=0,000*

  VАD  мл

185,7±29,3

119,8±11,6

=0,000*

*- критерий Манна – Уитни

ВЧС ИВЛ сопровождается более высоким уров­нем РаО2 и достоверно более низкими значениями VАD и Cst, чем традиционная ИВЛ при одинако­вом FIO2. В отличие от традиционной ИВЛ снижение уровня Cst при ВЧС ИВЛ не свидетельствует об ухудшении респираторной функции лёгких, наоборот – об улучшении внутрилёгочного распределения газа и уменьшении VAD, что сопровождается повышением оксигенации крови.

Следовательно, мониторинг комплайнса при ВЧС ИВЛ является необ­ходимым для контроля равномерности внутрилёгочного распределения ды­хательного газа и состояния альвеоло-капиллярного сектора  лёгочной парен­химы.

Альвеолокапиллярный газообмен (2-й этап кислородного каскада)

Параметры альвеолокапиллярного газообмена мы изучали у 24 паци­ен­тов, перенёсших частичные резекции лёгких, используя вентиляцию воз­духом при FIO2=0,21 (таб. 10).

Таблица 10

Параметры альвеолокапиллярного газообмена при ИВЛ и ВЧС ИВЛ при про­ведении вентиляции воздухом

Параметры

ИВЛ

ВЧС ИВЛ

Р*

f =19

n=24

f = 100

n=24

FIO2 

0,21±0,0

0,21±0,0

PAO2  мм Hg

105,5±0,7

106,3±1,0

PaO2  мм Hg

79,3±8,2

89,6±10,4

=0,000

A - aDO2  мм Hg

30,1±8,95

17,1±13,15

=0,001

QS/QT % МОС

12,5±5,1

5,1±2,6

=0,000

P50  мм Hg

25,0±5,7

26,1±1,2

=0,014

*- критерий Манна – Уитни

При одинаковых величинах FIO2 и, следовательно, одинаковом напряжении кислорода в альвеолярном газе, при ВЧС ИВЛ зарегистрированы более низкие значения альвеолокапиллярного градиента (A-aDO2), внутри­лёгочного вено-артериального шунта (QS/QT) и более высокое напряжение кислорода в артериальной крови (PaO2).

       Суммируя результаты исследования альвеолокапиллярного газообмена у наблюдаемых больных, можно сделать вывод, что на уровне альвеолока­пиллярной мембраны диффузионные процессы обмена кислорода при ВЧС ИВЛ протекают более интенсивно. Нельзя исключить также влияние уменьшения при ВЧС ИВЛ внесосудистого водного пространства, что, со­кращая толщину альвеолокапиллярной мембраны, снижает сопротив­ление диффузии О2.

Кислородотранспортная функция крови и тканевой газообмен (3-й и 4-й этапы кислородного каскада)

Исследования транспорта кислорода и тканевого газообмена проводили в условиях традиционной и высокочастотной струйной вентиляции у 24 пациентов  с онкологическими заболеваниями лёгких (20) и средостения (4).

Для того чтобы исключить влияние повышенных концентраций кисло­рода в дыхательной газовой смеси на транспорт и потребление кислорода, вентиляцию у этой группы мы проводили воздухом (FIO2=0,21).

При ВЧС ИВЛ в сравнении с традиционной вентиляцией отмеча­ются достоверно бльшие величины кислородного потока, потребления кис­лорода, артериального напряжения кислорода и артериовенозного градиента: DO2 возрастает на 39,6±7,2%, VO2 –  на 42,0±8,4 %, PaO2 – на 21,6±11,6%, a-v PO2 – на 33,3±8,3%. Этим изменениям основных параметров кислородного транс­порта сопутствует снижение внутрилёгочного вено-артериального шунта в два раза (таб. 11)

Таблица 11

Транспорт кислорода и тканевой газообмен при ИВЛ и ВЧС ИВЛ

СПОСОБ

ВЕНТИЛЯЦИИ

Параметры  (M±SD; n=24)

PaO2

мм Hg

PvO2

мм Hg

a-v PO2

мм Hg

DO2

мл/мин

VO2

мл/мин

КЭО2

%

QS/QT

% МОС

P50

мм Hg

ИВЛ

80,9

±10,8

35,5

±2,4

45,3

±10,0

326,2

±41,3

89,3

±16,75

27,55

±4,6

12,5

±5,1

25,0

±5,7

ВЧС ИВЛ

97,3

±13,6

36,9

±3,1

60,4

±13,7

455,0

±166,4

126,8

±75,0

26,05

±4,8

5,1

±2.6

26,1

±1,2

Р*

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,008

0,014

Р* – критерий Манна – Уитни

Отмечены нормальные значения Р50, КЭО2 и PVO2 при ИВЛ и ВЧС ИВЛ, что подтверждает отсутствие патологических сдвигов в кисло­родтранспортной функции крови и тканевом газообмене. Тканевой газообмен при ВЧС ИВЛ (параметры КЭО2 и PvO2) достоверно не отличается от тако­вого при традиционной ИВЛ, несмотря на существенное увеличение до­ставки и потребления кислорода при ВЧС ИВЛ.

Транспорт кислорода при ВЧС ИВЛ происходит в условиях понижен­ного периферического сосудистого сопротивления (1580±572,9 динсм-5с-1 против 2169±728,4 динсм-5с-1; Р=0,000), что является важной особен­ностью этого способа вентиляции.

Основными факторами, влияющими на тканевой газообмен при ВЧС ИВЛ, являются перестройка периферического кровотока и адаптация его к усло­виям пониженного сопротивления микрососудов.

Мы предположили, что увеличенный объём притекающей в микросо­судистое русло крови обеспечивается  включением в кровоток резервных (не­функционирующих капилляров), количество которых в покое составляет 75-80% общей капиллярной сети. Для проверки этого предположения мы про­вели анализ фотоплетизмограммы III пальца кисти.

Исследование проводилось у 12 пациентов в бли­жайшем послеоперационном периоде, во время исследования дополнительная медикаментоз­ная терапия (седация, углубление ане­стезии, миорелаксация) не проводилась. Наполнение периферических сосудов составило при традиционной ИВЛ 1,65±1,22%, при ВЧС ИВЛ – 2,93±1,49% и при СРАР – 3,89±1,49%, разница между парами величин достоверна (Р=0,000, критерий Стьюдента).

Увеличение наполнения периферических сосудов при ВЧС ИВЛ на 56,3% указывает, что при ВЧС ИВЛ капиллярная сеть не сможет без включения в кровоток «резерв­ных» сосудов вдвое увеличить кровенаполнение тканей при сохране­нии низ­ких величин ОПСС и нормального уровня PVO2. Отсутствие увеличения КЭО2 доказывает включение в кровоток резерв­ных капилляров, что увеличивает площадь тканевых клеточных мембран и позволяет повысить потребление кислорода без увеличения ко­эффициента экстракции.

В поисках причин увеличения при ВЧС ИВЛ потребления тканями кислорода мы исследовали концентрацию лактата крови (таб. 13).

Таблица 13

Содержание лактата и его корреляционные связи

с параметрами транспорта кислорода

Способ

вентиляции

n

Лактат

ммоль/л

M±SD

Коэффициенты корреляции концентрации лактата

СО

ОПСС

VO2

КЭО2

PvO2

ИВЛ

16

1,1±0,25

0,4

Р=0,1

0,73 Р=0,002

-0,3

Р=0,1

-0,87 Р=0,000

0,1

Р=0,7

ВЧС ИВЛ

16

0,92±0,25

Р=0,02

0,4

Р=0,07

0,84 Р=0,000

-0,7 Р=0,002

-0,93 Р=0,000

-0,1

Р=0,7

Р – критерий  Манна – Уитни –Уилкоксона

При обоих способах вентиляции содержание лактата находится в пре­делах нормальных значений. Однако при ВЧС ИВЛ концентрация лактата, являющегося показателем анаэробного гликолиза, достоверно меньше, что мо­жет указывать на меньшую активность анаэробного гликолиза в сравнении с традиционной вентиляцией и, следовательно, на большую активность аэроб­ного метаболизма, который неизбежно сопровождается увеличением VO2.

Увеличение доставки кислорода при ВЧС ИВЛ обеспечивается более высоким уровнем сердечного выброса и бльшими ве­личинами напряжения кислорода в артериальной крови.

Активизация тканевого газообмена обеспечивается перестройкой пе­риферического кровообращения, в частности, снижением ОПСС, что увели­чивает тканевой кровоток.

Важно подчеркнуть, что столь высокая эффективность кислородного транспорта достигается при безопасных величинах FIO2 (0,5-0,62), в отличие от конвективной вентиляции, где даже 100%-е содержание кислорода во вды­хаемой смеси не гарантирует адекватной доставки кислорода к тканям.

Применение ВЧС ИВЛ в торакальной хирургии

К искусственной вентиляции лёгких в торакальной хирургии предъ­являются особые требования. Поми­мо поддержания адекватного газооб­мена, она дол­жна обеспечить предотвращение зате­кания патологического содержимого из по­ражённого лёгкого в здоровое, предупреждение ги­поксемии и гипоксии при нарушении герметичности бронхолёгочной системы, ограничение дыхательных движений лёгкого на стороне операции для выполнения оперирующим хирургом технических при­ёмов.

Наиболее просто это реализуется проведением однолёгочной вен­тиляции. Но это приво­дит к ателектазу изолированного лёг­кого, след­ствием чего явля­ется возрастание венозного шунти­рования, достигающее 65% минутного объёма сердца с разви­тием глубо­кой артери­альной гипо­ксемии.

ВЧС ИВЛ – метод, который позволяет избе­жать негативных эффек­тов однолёгочной вентиляции: сохраняется адекватная вентиляция в условиях нару­шенной герметичности лёгкого, значительно снижена по­движность лёгкого на сто­роне операции, что со­здаёт оптимальные условия для работы хи­рурга и не допускает тоталь­ного ателектаза на стороне опе­рации. Однако при ВЧС ИВЛ сохраняется опасность аспира­ции патологи­ческого содержимого из поражённого лёгкого. Выход состоит в примене­нии однолё­гочной высокоча­стотной вентиляции (ОВЧВ).

Особенности однолёгочной ИВЛ

Однолёгочная ИВЛ была показана 50 пациентам при проведении оперативных вмешательств по поводу деструктивных форм туберкулёза и онкологических заболеваний (лоб- и билобэктомии, пульмонэктомии). Проведены сравнительные исследования параметров газообмена при тра­диционной двулёгочной ИВЛ, традиционной однолёгочной ИВЛ и одно­лёгочной ВЧС ИВЛ  (таб. 14).

Таблица 14

Параметры газообмена при двулёгочной традиционной (ИВЛ),

однолёгочной традиционной (ОИВЛ),

однолё­гочной высокочастотной вентиляции (ОВЧВ)

Способ

ИВЛ

Параметры газообмена (n=50)

РаО2

мм Hg

(M±SD)

PaCO2

мм Hg

(M±SD)

PH

(M±SD)

PIP

см Н2О

(M±SD)

Рes

см Н2О

(M±SD)

ЦВД

см Н2О

(M±SD)

ИВЛ

n=50

174,0

±63,75

34,5

±10,5

7,43

±0,07

14,0

±4,2

4,1

±1,4

10,4

±2,8

ОИВЛ

n=50

108,0

±58,5

33,0

±21,0

7,41

±0,06

23,4

±7,1

4,9

±0,7

10,7

±2,1

Р1=0,000

=0,000

=0,000

ОВЧВ

n=50

179,3

±77,8

30,75

±15,9

7,42

±0,007

17,2

±4,95

0,9

±3,5

13,7

±2,1

Р1

=0,000

=0,000

=0,000

=0,000

Р2

=0,000

=0,000

=0,000

=0,000

Р1 – достоверность различий ОВЧВ с ИВЛ

Р2 – достоверность различий ОВЧВ с  ОИВЛ

ОВЧВ сопровождается досто­верно лучшей оксигенацией артериальной крови при нормальных показате­лях РаСО2 и рН. При однолёгочной традици­онной вентиляции средние ве­ли­чины РаО2 указывают на отсутствие выра­женной гипоксемии, но у 18 из 50 пациентов РаО2 находилось на уровне 80 мм рт. ст. При ОВЧВ отмечаются достоверно меньшие значения транспульмо­нального (Pes) давления, способствующие бльшему венозному воз­врату и возрастанию сердечного выброса.

Можно констатировать, что ОВЧВ удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к респираторной поддержке при операциях на лёгких. Она обеспечивает адекватный газообмен при нарушениях герметич­ности лёгкого на стороне операции, надёжно предупреждает аспирацию па­тологического материала из оперированного лёгкого и создаёт максимально благоприятные условия для оперирующего хирурга.

Однако со­хранение тотального ателектаза на стороне операции неиз­бежно должно ве­сти к массивному шунтированию неоксиге­нированной крови в большой круг кровообращения, что обязательно должно сопровож­даться артериальной ги­поксемией.

Возникшие вопросы позволяет разрешить сравни­тельный анализ газо­обмена при двулёгочном и однолёгочном вариантах ВЧС ИВЛ.

С этой целью нами обследована группа пациентов (n=50) при проведе­нии оперативных вмешательств на лёгких с последовательным применением двулёгочной и однолёгочной ВЧС ИВЛ непосредственно после интубации трахеи, до начала оперативного вмешательства. Отмечены незначительные различия в газооб­мене и гемо­динамическом статусе двулёгочного и однолёгочного вариан­тов ВЧС ИВЛ в величине РаО2 (208,5±14,25 мм рт. ст. и 179,3±11,0 мм рт. ст. соответственно, Р=0,000) и PIP (10,0±0,7 см вод. ст. против 17,2±4,95 см вод. ст., Р=0,000), при отсутствии достоверной разницы  в величинах РаСО2, ЦВД, pH и Pes.

При двулёгочном варианте отмечаются достоверно бо­лее высокая ок­сигенация артериальной крови, что при одинаковых режимах вентиляции может быть связано только с уменьшением внутрилёгочного вено-артериального шунтирования крови. Подтвер­ждение данного положения потребовало специального исследования.

Порядок исследования состоял в следующем. После вводного наркоза и интубации трахеи  регистрировались параметры респираторной механики и газообмена при традиционной двулё­гочной вентиляции (f – 17-19 циклов в минуту, VT – 260-410 мл, I:E – 1:2). Спустя 15 минут осуществлялся переход к двулёгочной ВЧС ИВЛ (f – 100 циклов в минуту, VT – 150-170 мл,  I:E – 1:2). Затем выполнялась интубация главного бронха здо­рового лёгкого, пациента переводили в положение на боку для торакотомии и проводили регистрацию этих же параметров в усло­виях однолёгочной венти­ляции. ОВЧВ  осуществляли в тех же режимах, как и двулёгочную ВЧС ИВЛ.

Для того чтобы исключить влияние различных величин концентрации кислорода в инспираторной фракции при ИВЛ и ВЧС ИВЛ, во всех случаях вентиляция осуществля­лась воздухом (FIO2 = 0,21).  Результаты исследова­ния представлены в таблице 16.

Таблица 16

Респираторная механика и газообмен при традиционной двулёгоч­ной (ДИВЛ), традиционной однолёгочной (ОИВЛ), высокочастотной двулё­гоч­ной (ДВЧВ) и высокочастотной однолёгочной (ОВЧВ)  вентиляции

Способ

ИВЛ

VT, мл

M±SD

VE, л

M±SD

VA, л

M±SD

VAD, мл

M±SD

VAD/VA

M±SD

VA/VE

M±SD

PaO2,мм Hg

M±SD

PaCO2,мм Hg

M±SD

QS/QT

% МОC

M±SD

ДИВЛ 

(n=20)

323,0±56,1

6,1±1,0

2,57±0,5

182,5±31,3

0,07±0,01

0,42±0,05

76,2±8,95

42,5±3,5

12,5±5,1

ОИВЛ

(n=18)

445,8±53,0

8,4±4,9

3,55±0,3

257,2±41,4

0,07±0,01

0,42±0,03

69,05±12,3

41,9±5,8

17,8±6,8

ДВЧВ

(n=14)

167,3±6,3

16,7±0,60

4,85±1,1

118,8±11,3

0,02±0,008

0,29±0,08

94,2±7,9

39,5±5,7

5,1±2,6

ОВЧВ

(n=16)

167,5±6,8

16,75±0,58

6,8±0,89

100,3±9,1

0,014±0,003

0,4±0,05

80,6±12,3

29,9±4,3

9,7±4,4

P1

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

P2

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

P3

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,004

При ОВЧВ отмечается достоверно бльший объём альвеолярной вен­тиляции (VA), чем при ОИВЛ и ДВЧВ. Различия в VA между ОВЧВ и ОИВЛ легко объяснить существенной разницей в величинах минутной вен­тиляции (VЕ), но различия ОВЧВ с ДВЧВ представляются проти­воестественными, т.к. и VT и VE при них одинаковые. Однако если учесть, что при ОВЧВ эти объ­ёмы распределяются в уменьшенной вдвое ёмкости лёгких, то их влияние на формирование объёма альвеолярной вентиляции и возрастает как минимум вдвое. Подтверждением такого объяснения является факт одинакового удельного веса VA в составе VE при ОВЧВ и ДИВЛ, при которой имеет место вдвое бльший, чем при ОВЧВ, дыхательный объём (VT).

В сравнении с ДИВЛ при ОВЧВ регистрируется достоверно меньший объём дыхательного мёртвого пространства (VAD) и его удельный вес в со­ставе альвеолярной вентиляции (VAD/VA), что можно объяснить более эффек­тивным внутрилёгочным распределением дыхательных газов. Это объясне­ние подтверждается анализом величин Cst. При ОВЧВ он достоверно ниже, чем при ДИВЛ и ДВЧВ и составляет 19,8±4,7 млсм вод. ст-1 против  34,9±4,7 и 20,7±6,5 млсм вод. ст-1 соответственно (Р=0,000), что при ВЧС ИВЛ, в от­личие от традиционной ИВЛ, указывает на увеличение числа  вентилируемых альвеол и более эффективное внутрилёгочное распределение газа.

При ОВЧВ отмечается достоверно меньшее, чем при ДВЧВ, РаО2, что следует рассматривать как результат более высокого веноартериального шунта (QS/QT). Коэффициент корреляции РаО2 и QS/QT при ОВЧВ составляет -0,97 (P=0,000).

При традиционной ИВЛ и ОВЧВ величины этих параметры не разли­чаются (Р=0,091), т.е. наличие тотального ате­лектаза половины лёгочной па­ренхимы при ОВЧВ никак не отразилось на величинах шунта и РаО2. Един­ственным объяснением этого может быть следующий факт: при ОВЧВ в сравнении с ИВЛ на 82% меньше объём дыхательного мёртвого пространства и в 5 раз меньше удельный его вес в со­ставе альвеолярной вентиляции.

Это позволяет предположить, что особенности кине­тики газов в венти­лируемом лёгком при ОВЧВ  компенсируют негативное влияние ателектаза оперируемого лёгкого, поэтому величины шунта и PaO2 при традиционной ИВЛ и ОВЧВ не раз­личаются.

Результаты проведённого исследования позволяют констатировать, что при ОВЧВ сохраняются все положительные эффекты ВЧС ИВЛ. Она в пол­ной мере обеспечивает адекватность вентиляции, несмотря на наличие то­тального ате­лектаза оперируемого лёгкого, и полностью решает проблему защиты здоро­вого лёгкого от аспирации. Это позволяет утверждать, что ОВЧВ явля­ется методом выбора в анестезиологическом обеспечении опера­ций в лёгоч­ной хирургии в случаях, когда требуется изоляция оперируемого лёгкого.

ВЧС ИВЛ в профилактике послеоперационных респираторных ослож­нений

Мы предприняли ретроспективный анализ течения раннего послеопе­рационного периода у двух групп пациентов, ко­торым были произведены различные по объёму резекции лёгких и операции на органах средостения. У 313 пациентов оперативные вмешательства проводились с использованием традиционной ИВЛ и у 310 пациентов оперативные вмешательства и ведение послеоперационного периода осуществлялись с применением ВЧС ИВЛ (таб. 17). Наличие компьютерной базы данных рентгеновских изображений позво­лило сравнить не только заключения рентгенологов, но и непосредственную картину изменений в лёгких пациентов после торакальных операций.

Ранние сроки (до 2 суток) были избраны в связи с тем, что именно в них возникно­вение дисковидных ателектазов обусловлено почти исключи­тельно особен­ностями или погрешностями респираторной  поддержки во время операции и в ближайшем послеопераци­онном периоде. Обращает на себя внимание бо­лее тяжёлый контингент боль­ных второй группы, опериро­ванных в условиях ВЧС ИВЛ: достоверно меньшее число больных туберку­лёзом, более травма­тичные операции, сопровождаю­щиеся эксплорацией сре­достения (пуль­монэктомия). Несмотря на это, у оперированных в условиях ВЧС ИВЛ отмечается почти в 3,5 раза меньшая частота возникновения дис­ковидных ателектазов. Следовательно, применение при торакальных опера­циях ВЧС ИВЛ позволяет резко снизить частоту развития послеоперацион­ных респираторных осложнений.

Таблица 17

Эффективность ВЧС ИВЛ в профилактике развития дисковидных 

ателектазов лёгких

Всего оперировано больных

1 группа

(n=313)

2 группа

(n=310)

Р

(Критерий Z)

Послеоперационный

дисковидный ателектаз

62 (19,8%)

18 (5,8%)

0,000

Пол

м

48 (77%)

10 (55%)

ж

14 (23%)

8 (45%)

Всего

62 (100%)

18 (100%)

Возраст лет (M±SD)

41,3±13,1

47,3±14,0

Диагноз

туберкулёз

44 (70,1%)

6 (33,3%)

0,008

Рак

12 (19%)

8 (44,4%)

0,059

прочие

6  (10,9%)

4 (22,2%)

Всего

62 (100%)

18 (100%)

Вид

операции

пульмонэктомия

2 (0,1%)

0,042

лобэктомия

10 (16%)

5 (27,8%)

сегментэктомия

41 (66,1%)

7 (38,9)

торакотомия

11 (17,9%)

4 (33,2%)

0,026

Возможности использования режимов вспомогательной ВЧС вентиляции при вос­становлении спонтанного дыхания пациента

Независимость спонтанной вентиляции от аппаратной при ВЧС ИВЛ связана с низким пиковым давлением в дыхательных путях, что уменьшает активность афферентной им­пульсации с рецепторов, локализующихся в альвеолах.

Это позволило нам использовать ВЧС ИВЛ для существенного сокра­щения срока восстановления адекватного спонтанного дыхания при отлуче­нии пациентов от респиратора в послеоперационном периоде. Методика со­стоит в следующем: при появлении первых дыха­тельных попыток пациента частота вентиляции увеличивается до 300 циклов в минуту с неизменным минутным объёмом.

               При этой частоте вентиляции непрерывный пульсирующий по­ток газо­вой смеси формирует постоянное (флюктуирующее в диапазоне 0,5-1 см вод. ст.) давление в дыхательных путях порядка 4-8 см вод. ст., а дыхатель­ный объём (50-60 мл) обеспечивает полноценную альвеолярную вентиляцию.

Мы провели регистрацию и статистический анализ параметров вентиля­ции при восстановлении спонтанного дыхания 126 пациентов после различных видов резекции лёгкого. Ре­зультаты этого исследования: через 75±15,3 минуты от начала применения ре­жима СРАРHF без применения ка­ких-либо медикаментов для декураризации или ускорения пробуждения до­стоверно увеличилась и достигла  нормаль­ного объёма собственная минутная вентиляция (5-7 лмин-1) и пациенты были «отключены» от респиратора. При восстановлении спонтанного дыхания не возникало необходимости изменять режимы работы аппарата.

При проведении традиционной ИВЛ и восстановлении спонтанного дыхания у 89 аналогичных пациентов с применением последовательно режи­мов CMVSIMVCPAP (аппарат ИВЛ МВ-200) время восстановления адекватного спонтанного дыхания составило 100±17,7 минуты.

Применение режима СРАР позволяет утверждать, что в сравнении с традиционной вспомогательной вентиляцией время выведения пациента на спонтанное дыхание сокраща­ется примерно на 30%, достигается такой же эффект, который при традиционной вентиляции реализуется несколькими последовательно применяемыми режимами вспомогательной вентиляции.

Обеспечение мониторинга и управления основными параметрами респира­тор­ной механики

Респираторы ZisLINE JV-100 с мониторным блоком и JV-110 фирмы «Тритон ЭлектроникС» обеспечивают такой же объём мониторинга параметров ИВЛ, как и современные зарубежные респираторы, и дополнительно позво­ляют реализовать мониторинг объём альвеолярной вентиляции (VA).

Для реализации управления параметрами искусственной вентиляции и разработки алгоритмов их использования на всём массиве исследований мы установили уровень взаимовлияния (тесноту связей) этих параметров с по­мощью корреляционного анализа. В таблице 18 представлены результаты кор­реляционного анализа  связей ос­новных параметров искусственной вентиляции и газообмена.

Таблица 18

Коэффициенты корреляции основных параметров ВЧС ИВЛ

Параметры

VT

n=140

VA

n=140

PIP

n=155

Pmean

n=140

auto PEEP

n=140

Cst,

n=136

FIO2

n=155

PaО2

n=155

f

-0,8 P=0,000

-0,8 P=0,000

-0,3

P=0,000

0,8

P=0,000

0,8

P=0,000

-0,3

P=0,000

0,2

P=0,1

0,1

P=0,1

VT

1,0

P=0,000

0,9 P=0,000

0,5 P=0,000

0,2 P=0,009

-0,7

P=0,000

0,5

P=0,000

0,2

P=0,02

0,2

P=0,02

I:E

0,06

P=0,3

0,1

P=0,2

0,08

P=0,23

0,06

P=0,3

0,5

P=0,000

0,6

P=0,000

0,8

P=0,000

0,8

P=0,000

autoPEEP

-0,7

P=0,000

0,2

P=0,1

-0,7

P=0,000

0,8 P=0,000

1,0

P=0,000

-0,55

P=0,000

0,1

P=0,2

0,5

P=0,000

Cst,

0,5

P=0,000

0,2

P=0,1

-0,7

P=0,000

-0,5

P=0,000

-0,55

P=0,000

1,0

P=0,000

0,2

P=0,1

-0,5

P=0,000

FIO2

0,05

P=0,3

0,1

P=0,3

0,09

P=0,2

0,1

P=0,4

0,15

P=0,3

0,1

P=0,2

1,0

P=0,000

0,73

P=0,000

Результаты проведённого корреляционного анализа показывают, что все коэффициенты корреляции основных параметров ИВЛ и респираторной меха­ники находятся в сфере тесных связей (R0,6) или на границе тесных связей (R=0,55-0,5), что позволяет использовать параметры частоты вентиляции (f), ды­хательного объёма (VT) и продолжительности фаз дыхательного цикла (I:E) для коррекции всех остальных параметров ИВЛ и улучшения газообмена.

Эти данные позволяют сформулировать несколько практически важных положений.

  1. Изменение величины альвеолярной вентиляции может быть обеспечено из­менением частоты вентиляции (отрицательная корреляционная связь) при стабильном дыхательном объёме или же изменением дыхательного объёма  при стабильной частоте. Правильнее и точнее  управлять  величиной аль­веолярной вентиляции, маневрируя сразу обоими параметрами.
  2. Уровнем Pmean и autoPEEP правильнее управлять путём изменения ча­стоты вентиляции (отрицательная корреляционная связь).
  3. Изменение величины Cst может быть обеспечено путём управления тремя ос­новными параметрами вентиляции: I:E и VT (положительная корреляци­онная связь),  и  f (отрицательная корреляционная связь).
  4. Изменение величины РаО2 достигается регулированием соотношения фаз ды­хательного цикла I:E  или инспираторной фракции кислорода – FIO2 (по­ложительная корреляционная связь).
  5. Артериальное напряжение двуокиси углерода (РаСО2, PETCO2) традици­онно связано с уровнем минутной вентиляции (отрицательная корреляци­онная связь). По нашим данным, коэффициенты корреляции  (РаСО2, PETCO2) и VE на различных статистических массивах составляют  0,7-0,9.

ВЫВОДЫ

  1. При частотах вентиляции, превышающих 100 мин-1, и скоро­сти газовой струи, превышающей 200 м·с-1, VAD становится соизмеримым с аль­веолярным мёртвым пространством, что обеспечивает адекватность вентиляции малыми дыхательными объёмами.
  2. Основными причинами физиологических эф­фектов ВЧС ИВЛ являются фе­номен незавершённого выдоха, возникновение накапливаемого объ­ёма газовой смеси и появление autoPEEP, увеличение числа расправ­ленных альвеол при умеренных величинах пикового давления, что обеспечивают оптимальные условия альвеоло-капиллярного газооб­мена.
  3. Основой для точной регистрации вели­чины Cst в режиме реального вре­мени явилась методика опреде­ления Pplat, на основании которой разработаны оригинальные алгоритмы, позволяющие в условиях ВЧС ИВЛ получать точные данные о давлении в дыхательных путях.
  4. Особенности транспорта О2 при ВЧС ИВЛ в сравнении с тради­цион­ной ИВЛ состоят в возрастании DO2 на 39,6±7,2%, VO2 – на 42,0±8,4 %, PaO2 – на 21,6±11,6% и снижении ОПСС на 37,3±12,8%.
  5. Оптимизация вентиляционно-перфузионных взаимоотношений и сниже­ние внутрилёгочного шунтирования крови при однолёгочной ВЧС ИВЛ сопровождаются повышением PaO2, что позволяет приме­нять её у пациентов с выраженными расстройствами гемодинамики и газообмена и исключить опасность аспирации в здоровое лёгкое.
  6. Применение оригинальной методики отлучения больного от респира­тора на основе режима СРАР позволило сократить сроки восстановле­ния полно­ценной спонтанной вентиляции на 30%.
  7. Респираторы ZisLINE JV-100 и ZisLINE JV-110 удовлетворяют всем со­временным требованиям, предъявляемым к ды­хательной аппаратуре.

Практические рекомендации

  1. Оптимальными режимами респираторной поддержки с использованием ВЧС ИВЛ у взрослых больных при анестезиологическом обеспечении боль­шинства оперативных вмешательств и интенсивной терапии кри­тических со­стояний являются: f=100 мин-1, VE=18-19 л и I:E=1:2 или 1:3. При этом регистрируются PIP и autoPEEP  в диапазоне 13-15 и 5-7 см вод. ст. соответ­ственно, FIO2=55-60%, Cst=22-27 млсм вод.ст-1, SрO2=99%-100%, РЕТСО2 и РаСО2=37-43 мм рт.ст. и pH=7,35-7,42.
  2. Регулировка  параметров  ВЧС ИВЛ  контролируется  мониторингом PIP, PEEP, Pmean, Cst, SpO2. Это не отменяет  периодического  кон­троля  газового  состава крови и КОС.
  3. Адекватность вен­тиляции  и  элиминации  углекислоты  контролиру­ется величиной PEtCO2. PEtCO2=38-42 мм рт. ст. свидетельствует об адекватности ИВЛ.
  4. Увеличение I:E до 1:1 или 2:1 на короткое время (не более 10 минут) це­лесообразно, если при стандартных параметрах ВЧС ИВЛ не удаётся поддерживать адек­ватную оксигенацию артериальной крови. Крите­рием являются  величины autoPEEP не более 10 см вод. ст. и Cst не ме­нее 15 млсм вод.ст-1.
  5. Наиболее простой и эффективный способ преодоления гиперкапнии при ВЧС ИВЛ –- увеличение VE и снижение f.
  6. При обструктивных нарушениях дыхания показано снижение f до 80 цик­лов в минуту с сохранением VE, I:E=1:3. Это предупреждает разви­тие динамической гиперинфляции, устанавли­вая наименьшие вели­чины Pmean и autoPEEP.
  7. Режим СРАРHF состоит в установке f=300 мин-1, VE – на расчётном уровне. SpO2 при СРАРHF не должна быть менее 99%. СРАРHF эффек­тивен для санации трахео-бронхиаль­ного дерева, профилактики и тера­пии дисковидных ателектазов (в неинвазивном варианте – через загуб­ник) в послеоперационном периоде.
  8. Транскутанная транстрахеальная катетерная ВЧС ИВЛ – эффективный способ респираторной поддержки. Катетер вводится через крико-ти­реоидную мембрану, располагаясь в 2-3 см над кариной трахеи. Изме­нение режима ВЧС ИВЛ с СРАРHF на HFJV производится изменением f и VE.
  9. При наличии выраженной обструкции дыхательных путей (приступ брон­хоспазма, окклюзия мелких бронхов, астматический статус) ВЧС ИВЛ окажется мало эффективной или неэффективной. В этих случаях необходимо использовать традиционную ИВЛ.

СПИСОК  РАБОТ  ПО  ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

  1. Конторович М.Б. Измеритель низких давлений ТНД-01 / М.Б. Конторо­вич // Медицина и техника. – Екатеринбург. – 2001. – №2. – С. 6-7.
  2. Зислин Б.Д. Перспективы мониторинга витальных функций с использо­ванием отечественной аппаратуры / Б.Д.Зислин, А.В.Чистяков, М.Б. Конторович // М: Вестник интенсивной терапии. – 2001. – №2. – С. 17-21.
  3. Зислин Б.Д. Некоторые аспекты применения высокочастотной вентиля­ции лёгких в современных условиях / Б.Д. Зислин, Ф.И. Бадаев, М.Б. Конторович // Вестник Интенсивной Терапии. – М.: 2002. – №1.– С. 14-19.
  4. Мониторинг респираторных газов  / Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков, А.В. М.Б. Конторвич, и др. // Интенсивная терапия.– 2005. – № 3(3).– С. 79-84.
  5. Зислин Б.Д. Новые возможности мониторинга параметров механики ды­хания при высокочастотной струйной вентиляции лёгких / Б. Д. Зис­лин, М. Б. Конторович // Вестник Интенсивной Терапии. – М.: 2006. – № 6. – С. 30-32.
  6. Зислин Б.Д. Мониторинг механики дыхания  при высокочастотной струй­ной искусственной вентиляции лёгких / Б.Д. Зислин, М.Б. Конто­рович // Сборник тезисов Всероссийского съезда «Современные направления и пути развития анестезиологии-реаниматологии в Рос­сийской Федерации», 7–10.11.2006.– М.:– 2006. – С.111-112.
  7. Конторович М.Б. Мониторинг альвеолярного давления при высокоча­стотной струйной вентиляции легких  / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин // Интенсивная терапия. – 2007. – № 4(9).– С. 36-39.
  8. Конторович М.Б. Содружество анестезиолога и хирурга в хирургии тра­хеи / М.Б. Конторович, И.Я. Мотус //Уральский медицинский жур­нал. – 2007. – № 10(38). – С. 68-70.
  9. Конторович М.Б. Мониторинг давления в дыхательных путях при высо­кочастотной струйной вентиляции лёгких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин // Интенсивная терапия. – 2007. – № 1(9). – С. 35-37.
  10. Конторович М.Б. Теория и практическое применение струйной высокоча­стотной вентиляции. Курс лекций. Лекции 1,2. /М.Б. Конто­ро­вич, Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков // Алматы. – Вестник АГИУВ. – 2007. – №2. – С. 37-54.
  11. Конторович М.Б. Теория и практическое применение струйной высокоча­стотной вентиляции. Курс лекций. Лекции 3,4. /М.Б. Конто­ро­вич, Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков // Алматы. – Вестник АГИУВ. – 2007. – №3. – С. 28-60.
  12. Конторович М.Б. Респираторный мониторинг при высокочастотной струйной вентиляции лёгких (новая модель респиратора) / М.Б. Конто­рович, Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков // Современные достижения и буду­щее анестезиологии-реаниматологии в Российской Федерации. Сбор­ник тезисов Всероссийского конгресса анестезиологов-реаниматологов и главных специалистов. – Москва. – 2007. – С. 151-152.
  13. Конторович М.Б. Физиологические эффекты высокочастотной струй­ной вентиляции / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин // Сборник научных трудов сотрудников МУ ГКБ № 40. – Екатеринбург. – 2008. – С. 122-136.
  14. Мотус И.Я. Тактика хирурга и анестезиолога при резекции трахеи /И.Я. Мотус, М.Б. Конторович //Приоритетные направления в обеспечении результативности системы противотуберкулёзных мероприятий в со­временных эпидемиологических условиях. Сборник научных трудов Уральского НИИ фтизиопульмонологии. – Екатеринбург. – 2008. – С. 172-173.
  15. Конторович М.Б. Мониторинг параметров механики дыха­ния при искус­ственной вентиляции легких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин // Ин­тенсивная терапия. – 2008. – № 2(9). – С. 39-45.
  16. Зислин Б.Д. Мониторинг и контроль параметров респираторной меха­ники при высокочастотной струйной вентиляции лёгких / Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович, А.В. Чистяков, А.В. Марков // М. – Анестезиология и реаниматология. – 2008. – №4. – С.18-21.
  17. Новые техно­логии в реализации мониторинга респиратор­ной механики при ВЧ ИВЛ / А.В. Чистяков, Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович, А.А. Марков // Вестник Новых медицинских техноло­гий, г. Тула. – 2008. – №2. – С. 55-57.
  18. Роль скорости и энергетики струи газа в реализации фи­зиологических эффектов при струйной высокочастотной вентиляции лёгких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков, А.В. Марков //  Уральский медицинский журнал. – 2008. – № 7(47). – С. 68-74.
  19. Зислин Б.Д. Сравнительная характеристика мониторинга и контроля ос­новных параметров респираторной механики и газообмена при тра­диционной (конвективной) и струйной высокочастотной вентиляции лёгких / Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович, А.В. Чистяков // Сборник науч­ных трудов сотрудников МУ ГКБ №40. – Екатеринбург. – 2009. М С. 48-57.
  20. Конторович М.Б. Новые технологии респираторной поддержки в интен­сивной терапии респираторного дистресс-синдрома / М.Б. Конто­рович, А.А. Бердникова // Сборник научных трудов сотрудников МУ ГКБ №40. – Екатеринбург. – 2009. – С. 71-79.
  21. Конторович М.Б. Новые подходы к предупреждению возникновения ре­спираторного дистресс-синдрома при критических состояниях / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.А. Бердникова // Сборник научных трудов сотрудников МУ ГКБ №40. – Екатеринбург. – 2009. – С. 80-86.
  22. Перспективы использования альвеолярного давления в мониторинге респираторной механики при ВЧС ИВЛ / Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович, А.В. Чистяков, А.А. Бердникова // Тезисы III международного конгресса по респираторной поддержке. – Красноярск. –2009. – С. 177-179.
  23. Конторович М.Б. Восстановление спонтанного дыхания в условиях ИВЛ с помощью ВЧС ИВЛ / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.А. Берд­никова // Тезисы III международного конгресса по респираторной под­держке. – Красноярск. – 2009. – С. 200-202.
  24. Конторович М.Б. Пути профилактики возникновения синдрома острого повреждения лёгких в торакальной хирургии / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.А. Бердникова // Тезисы III международного конгресса по респираторной поддержке. – Красноярск. – 2009. – С. 204-206.
  25. Особенности адаптационных процессов гемодинамики при высокочастотной струйной искусственной вентиляции легких / Б.Д. Зислин, А.А. Астахов (мл.), Н.Е. Панков, М.Б. Конторович // М.: – Вестник Российской Академии Медицинских Наук. – 2009 – №6. – С. 23-28.
  26. Теоретические и практические аспекты мониторинга торако-пульмонального комплайнса при высокочастотной струйной вентиляции легких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков, А.В. Марков // Общая реаниматология, М. – 2009. – №5. – С. 40-43.
  27. Конторович М.Б.  Транспорт кислорода в условиях искусственной венти­ляции легких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин,  А.А. Бердникова и др.  // Вестник интенсивной терапии. – 2009. – №3. – С. 11-15.
  28. Дыхательное мёртвое пространство и реализация физиологических эффектов высокочастотной струйной вентиляции  легких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.В. Чистяков, А.В. Марков // Казанский медицинский журнал. – 2009. – том 90, №3. – С. 313-319.
  29. Зислин Б.Д. Выбор метода респираторной поддержки в хирургии лёг­ких / Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович. // Уральский медицинский журнал. – 2010. – №3. – С. 171-175. 
  30. Motus I. Coordination between the surgeon and anesthesiologist in the treat­ment of tracheal stenosis  / Igor Motus, Michael Kontorovich, Nadezhda Giss. The­matic Poster Session: Video-assisted thorascopic surgery, novel technical devices and tracheal problems // Annual Congress of European Respiratory Society, Barcelona, 2010 – P.2771
  31. Зислин Б.Д. Высокочастотная струйная вентиляция лёгких / Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович, А.В. Чистяков // Екатеринбург. – АМБ. – 2010. – 312 с.
  32. Конторович М. Б. Особенности пери­ферического кровообращения при высокочастотной струйной вентиля­ции легких / М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин, А.А. Астахов (мл) // Общая реаниматология, М. – 2010. – VI; №6. – С. 65-70.
  33. Давыдова Н.С. Мониторинг параметров респираторной механики и объ­ёма альвеолярной вентиляции при ВЧС ИВЛ / Н.С. Давыдова, М.Б. Конторович, Б.Д. Зислин // Вестник уральской Медицинской Ака­демической Науки, Екатеринбург. – 2011. – № 3(36). – С. 14-16.
  34. Патент №60358 РФ. Устройство для искусственной вентиляции лёгких. / Конторович М.Б., Зислин Б.Д., Чистяков А.В // Официальный бюллетень Роспатента  №3. – 2007.
  35. Патент №20000002336859 РФ. Способ искусственной вентиляции лёгких и устройство для его осуществления. / Кон­то­ро­вич М.Б., Зислин Б.Д., Чи­стяков А.В. // Официальный бюллетень Роспатента №30. – 2008.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

autoPEEP (аутоПДКВ)                альвеолярное давление конца выдоха

a-v PO2                                артериовенозный  градиент  кислорода

CMV  (ИВЛ)        Controlled Mechanical Ventilation,  контролируе­мая (управляемая)  механическая  вентиляция  лёг­ких

CO2         двуокись углерода, углекислый газ, углеки­слота

CPAP (ППД)         Continuous Positive Airway Pressure, постоян­ное по­ложительное давление в дыхательных путях

Cst         Static Compliance, статический торако-пульмональ­ный комплайнс, общая податли­вость лёгких

f (ЧД)                                 frequency,  частота вентиляции

FIO2         inspiratory fraction of O2, фракция кислорода в ин­спираторной порции газовой смеси

HFJV (ВЧС ИВЛ)         High Frequency Jet Ventilation, высоко­частот­ная струйная вентиляция лёгких

I:E         Inspiration : Expiration,  соотношение  фаз дыха­тель­ного цикла

P50        величина напряжения кислорода (РО2), при кото­рой гемоглобин насыщается кислородом на 50% (SaO2=50%).

PaCO2         напряжение углекислоты в артериальной крови

PaO2                                 напряжение кислорода в артериальной крови

Paw         Airway  Pressure,  давление в дыхательных пу­тях

PEEP (ПДКВ)         Positive End Expiratory Pressure, положительное дав­ление конца выдоха

Pes         Esophageal Pressure, внутрипищеводное (транс­пульмональное) давление

РETCO2        end tidal fraction of CO2, фракция углекислоты в ко­нечно-экспираторной порции газовой смеси

PIP         Peak Inspiratory Pressure, пиковое давление вдоха

Pmean         Mean Pressure, cреднее давление в дыхатель­ных пу­тях

Pplat        Plateau Pressure, давления плато вдоха в дыха­тель­ных путях

PМCO2        напряжение двуокиси углерода в смешанном аль­вео­лярном газе

QS/QT         внутрилёгочный шунт венозной крови, вено-ар­тери­альное примешивание

SpO2         Saturation on Pulse Oximetry, сатурация (насыще­ние) артериальной крови кислородом, регистри­руемое пульсоксиметром

VA        Alveolar Ventilation объём альвеолярной вентиля­ции

VD        Dead Space Volume, объём анатомического мёрт­вого пространства

VE (МОД)         Minute ventilation, минутный объём дыхания, ми­нут­ная вентиляции,

VO2 (ПО2)                         Oxygen Uptake, потребление кислорода

VАD         сумма объёмов анатомического и альвеоляр­ного мёртвого пространства (дыхательное, или функ­циональное мёртвое пространство)

VA                 альвеолярная вентиляция

VТ                                        Tidal Volume, дыхательный объём

КЭО2                                 коэффициент тканевой экстракции кислорода

ОПСС                                периферическое  сосудистое  сопротивление

УО                                        ударный  объём  сердца


Конторович Михаил Борисович

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ  ЭФФЕКТЫ

И  КЛИНИЧЕСКОЕ  ПРИМЕНЕНИЕ

ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ  СТРУЙНОЙ  ИСКУССТВЕННОЙ

ВЕНТИЛЯЦИИ  ЛЁГКИХ

14.01.20 – Анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Автореферат напечатан по решению профильной комиссии

ГБОУ ВПО УГМА Минздравсоцразвития России 17.02.2012 г.

Подписано в печать г.  Формат 60 х 84/16.

Усл. печ. л.  . Тираж 100 экз. Заказ № .

Отпечатано в .







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.